专利名称：碰撞传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碰撞传感器，其具有一种可压缩介质，该可压缩介质与压缩有关地改变其导电性。
发明内容
按照本发明的具有独立权利要求特征的碰撞传感器具有优点，即通过应用与压缩有关地改变其导电性的可压缩介质可以容易地采用集成在汽车车体或保险杠或汽车侧面上的传感器。特别是使用导电的泡沫材料作为该可压缩材料具有优点，即除了使用例如装进保险杠的泡沫材料以外无需集成附加的传感器作为传感元件。在此可以这样规定，所述导电泡沫可以是附加的或是代替一般的泡沫材料。此外导电泡沫材料具有优点，即能够以简单的方法实现大面积的传感、例如保险杠。可以省去不必要的附加传感单元以及其在控制器中的同步和信号处理。在侧面传感情况下也可以进行大面积传感而不是逐点的，就如同通过加速度传感器所已知的那样。此外这种可压缩材料作为碰撞传感器位于汽车最外点上并在必要时控制作为执行元件的保护机构时意味着赢得时间。
通过在从属权利要求中引用的措施和改进结构可以有利地改进在独立权利要求中给出的碰撞传感器。
特别有利的是，所述可压缩材料，最好为导电泡沫材料也装入后保险杠的正面，其中在此具有优点地是仅需用导电泡沫材料更换原来装入的泡沫材料。由此在集成按照本发明的碰撞传感器时省去了其它成本和费用，因为该制造过程基本可被采用。
按照本发明的碰撞传感器也可以以有利的方式作为侧面碰撞传感器使用。在此泡沫材料最好安装在装饰板条里面。在此其它遮挡板也最好用于碰撞传感器的装入。
按照本发明的传感器尤其用于识别行人碰撞。根据所识别的这种碰撞也可以作为对于行人的保护机构。
本发明的实施例在附图中被示出并在下面的叙述中被详细解释。
附图所示为图1为按照本发明的碰撞传感器的第一方框图，图2为按照本发明的碰撞传感器的第二方框图，和图3为在碰撞前和碰撞后的保险杠中的按照本发明的碰撞传感器。
具体实施例方式
尤其是在行人保护领域，目前在也作为传动机构的传感领域，存在许多方法。在此主要采用保险杠传感器用于行人碰撞识别。同时使用力传感器或变形传感器，它们在保险杠中在整个车身宽度上延伸。例如对于力传感器是压电膜、应变片、光导传感器和组合传感器。对于变形传感器同样也部分涉及到光导传感器或简单的开关。为了识别碰撞，有时采用多个传感器。为了进行保护，主要是在汽车内部安装气囊系统或者将汽车前盖抬起来，以便相应地克服对人的碰撞。在用于检测侧面撞击的侧面传感领域中已知有许多方法。这些方法包括压力和加速度传感器、光学传感器以及其它传感器原理。但是所有这些传感器都位于门内侧。
将新型传感器集成在保险杠上带来了部分问题。目前的保险杠结构具有一种配有塑性外壳并装配到汽车托架上的泡沫材料。现在按照本发明由一种导电泡沫材料代替用于前端或后部碰撞传感器的泡沫材料。这种导电泡沫材料的特征在于，在受到压缩时它的电导变化。在此具有这样的优点，除了采用泡沫材料作为固有的传感元件以外不必集成附加的传感器。如上所述这种导电泡沫材料也可以通过其所连接的电路作为侧面传感的碰撞传感器。在此泡沫材料尤其可以安装在装饰板条里面。
本发明的核心是在保险杠中，并且不仅在前保险杠中而且也在后保险杠中，都采用导电泡沫材料作为传感元件。可以通过导电泡沫材料代替目前在保险杠中所包含的用于衰减碰撞的泡沫材料。也可以选择，将导电泡沫材料与不导电泡沫材料组合在一起。由此产生保险杠-泡沫材料传感单元，该单元可以用于行人保护或其它碰撞。特殊的优点是可以通过新的组分替换现有组分，即可以由此简单地集成于保险杠中。
另一优点是保险杠的大面积传感，即可以省去不必要的附加传感单元以及其同步或信号处理。接触发生在泡沫材料的前侧与后侧之间。在此电阻是固有特征值，该特征值在压力负荷下减小。在这里对于侧面传感方面的示例得到类似的优点。传感是大面积进行的而不是逐点的。另外传感器同样位于汽车的最外点上，这意味着在必要时对于传动机构的控制赢得了时间。在此所使用的泡沫材料作为可压缩的材料，在压缩该材料时其导电性改变。这样一种泡沫例如可以通过在泡沫材料中加入石墨颗粒而制得。在此例如可以采用喷洒的方法，通过首先涂一层泡沫材料，然后是一薄层石墨颗粒，然后是再一层泡沫材料，接着是再一层石墨颗粒而制得。通过后面的热处理使石墨颗粒扩散进泡沫材料。泡沫材料的压缩导致石墨颗粒的接触，因此通过压缩使电阻减小。在没有压缩时根据石墨颗粒的浓度没有或只有很小的电流在泡沫材料两侧之间流动。这取决于，在没有压缩时石墨颗粒是否能够使电流通过泡沫材料。通过石墨颗粒或其它导电颗粒在泡沫材料内部的相应的分布也可以构成一个开关，该开关从一定的压缩开始可以实现导通而在这个压缩程度以下不允许电流流过。但是对于导电泡沫材料也可以实现其它的制造方法和构形。尤其是一般也可以仅通过电阻变化作为侧面碰撞的尺度或碰撞的识别。也可以设想用其它的可压缩材料代替该泡沫材料，这些材料通过压缩至少可以使电流导通。
图1示出按照本发明的碰撞传感器的第一实施例的方框图。至少在压缩状态下显示出导电性并因此显示出电阻变化的可压缩材料1在一端与电源2和电压计3连接。同样导电材料1在另一端与电源2和电压计3的另一极连接。电压计3通过一数据输出与一测量信号放大器和模数转换器4连接，该模数转换器又通过一数据输出与一处理器5例如一微控制器连接，该处理器又通过一数据输出与保护机构6连接。
电阻1根据所受到的压缩改变其导电性。当来自电源2的一个恒定电流通过电阻1时，电阻1的阻值变化导致在这个电阻1上的一变化的电压降。这个电压降通过电压计3获得。然后这个数值从电压计3通过模数转换器5传递给测量信号放大器，该测量信号放大器将此数值放大并转换成一数字值。这个数字值由处理器5进行处理，甚至转换成触发算法，以便由此识别出碰撞并在必要时使用保护机构6如气囊或安全带拉紧器。在这个实施例中测量信号放大器和模数转换器与电源2、电压计3和电阻1构成一个碰撞传感器。这个碰撞传感器附加地具有一在这里未示出的发射组件，该组件将在电阻1上测得的数字值传递给处理器5。对此最好采用电源线传输，即通过这根将碰撞传感器与处理器5连接起来的导线将直流电从处理器5传递到碰撞传感器，该直流电用于对碰撞传感器的组成部件供电。未示出的发射组件以这个直流电调制其数据，以便将这些数据传递给处理器5。在此可以进行单向或者也可以进行双向传输。此外也可以在处理器5与碰撞传感器之间建立总线连接。另一选择是，所有组成部分，包括处理器5，安装在一个外壳里面，并只通过一个接口来控制保护机构6。为了简单起见，在这里没有示出触发控制回路。触发控制回路的任务是触发保护机构6。触发控制回路也可以与其它组成部分一起安装在外壳里面。
图2示出另一可选择的检测方案。在这里电阻1并联于电源7，其中与电源7和电阻1串联地设置一用于检测电流的安培计8。这个安培计8通过一输出与测量信号放大器4和模数转换器连接。测量信号放大器4又连接处理器5，该处理器又与保护机构6连接。在这里作为选择方案可以在电阻1上施加一固定电压，使得电流根据电阻1导电性的变化而改变，电流流过电阻1也流过安培计8。这个被测得的电流作为模拟信号传递给测量信号放大器和模数转换器4。其被数字化的数值传递给处理器5，该处理器据此进行其触发算法计算并在必要时控制保护机构6。另一选择是，如上所述，在处理器5中处理的不是绝对值也不是电导的变化，而是将按照本发明的碰撞传感器构成一开关，即例如从一确定的电导开始使晶体管导通，以便将碰撞信号化。但是这不能实现细化的信号分析，而在图1和图2中所示的碰撞传感器可以实现细化的信号分析。因为在这里可以分析电阻变化的时间过程。这一点可以预言撞击的程度和进一步的撞击过程。因此可以作为保护机构6的附加部件使用。在保护机构6触发时引入另一参数。在此数据包括汽车中现有的乘客和可信度传感器或其它传感器的信号。
图3以简视图在图a中示出在碰撞前的而在图b中示出在碰撞后的具有按照本发明碰撞传感器的保险杠。图3a示出一支撑保险杠11的纵横支架9。保险杠11具有一外壳、一泡沫10和支架。在图3b中示出被压缩的泡沫材料。压缩使碰撞传感器的电阻变化，并作为信号例如按照图1和图2所示的检测原理传递给控制器或从属的处理器。
该泡沫材料也可以与所示不同，不是通长的带结构，而是分段带结构。
权利要求
1.碰撞传感器，其中所述碰撞传感器具有一种可压缩介质(1)，所述介质与压缩有关地改变其导电性，其中碰撞传感器(10)给出这样一个信号，从而根据导电性的变化得到一用于碰撞的特征参数。
2.如权利要求1所述的碰撞传感器，其特征在于，所述碰撞传感器(10)设置在一保险杠(11)上。
3.如权利要求1所述的碰撞传感器，其特征在于，所述碰撞传感器安装在一个汽车侧面上。
4.如权利要求3所述的碰撞传感器，其特征在于，所述碰撞传感器安置在所述汽车侧面的一个装饰板条上。
5.如权利要求3或4所述的碰撞传感器，其特征在于，所述碰撞传感器通过其可压缩介质安置在一遮挡板上。
6.如上述权利要求中任一项所述的碰撞传感器，其特征在于，所述可压缩介质由泡沫材料构成。
7.如权利要求6所述的碰撞传感器，其特征在于，所述导电泡沫材料与不导电泡沫材料结合设置。
8.如上述权利要求1至7中任一项所述的碰撞传感器用于识别行人碰撞。
全文摘要
本发明提出了一种碰撞传感器，所述碰撞传感器具有一种可压缩介质(10)，所述介质与压缩有关地改变其导电性，其中碰撞传感器给出这样一个信号，从而根据导电性的变化得到一用于碰撞的特征参数。
文档编号G01P15/12GK1469129SQ0312381
公开日2004年1月21日 申请日期2003年5月16日 优先权日2002年7月16日
发明者F·麦克, T·利希, F 麦克 申请人:罗伯特-博希股份公司